12520

11456

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك

1396

سيزده، 85ص.: مصور، جدول، عكس(رنگي)، نمودار

ص. ع. به فارسي و انگليسي

پيمان مصدق

رضا تيكني

محسن اصفهانيان، محمود كدخدايي

1396/04/18

كتابنامه

مكانيك

مهندسي مكانيك

ID11456

1 چكيده چرخها نقش مهمي در حركت و هدايتپذيري خودروها دارند چرخ توييل گونهي جديدي از چرخها ميباشد كه با نام چرخ بدون هوا شناخته ميشود مهمترين تفاوت آنها با چرخهاي بادي در ساختار داخلي چرخ و پرههاي حمايتكننده است كه با مقاومت و استحكام بيشتر نسبت به چرخهاي معمولي قادر به عبور از موانع سخت و دشوار بدون ايجاد نگراني هايي مانند پنچر شدن ميباشند چرخ بدون باد توييل شامل سه بخش اصلي ميباشد يك نوار دايروي تغيير شكلپذير پرههاي نازك تغيير شكلپذير و يك توپي صلب در بخش اول فرآيندهاي خنكسازي اعمال بار عمودي و دوران با سرعت ثابت 06 كيلومتر بر ساعت براي چرخي با قطر خارجي 206 ميليمتر قطر داخلي 004 ميليمتر و 02 جفت پره شبيه سازي شده و نشان داده شده است كه اين چرخ با مشخصات مذكور قادر به تحمل وزني برابر با 06641 نيوتون و دوران با سرعت 06 كيلومتر بر ساعت ميباشد در بخش بررسي خواص ماده با تست كردن نمونههاي پلييورتان با سختيهاي مختلف اين نتيجه حاصل شد كه براي بخشهاي رينگ و پره به مادهي پلييورتان با مدول يانگ حداقل برابر با 54 مگاپاسكال نياز ميباشد كه با تغيير در نسبت استوكيومتري مواد اوليهي سازندهي مادهي پلييورتان ميتوان به اين مدول يانگ رسيد يكي از عوامل موثر بر ارتعاش چرخ ارتعاشات پرهها ميباشد كه يكي از پارامترهاي تأثيرگذار بر روي ارتعاش پره ميزان انحناي آن است به همين منظور عالوه بر چرخ مرجع كه پرههاي آن داراي انحناي 5 ميليمتر ميباشد دو مدل پرهي ديگر با انحناهاي 4 و 6 ميليمتر طراحي گرديده و ارتعاشات پره مورد مطالعه قرار گرفت اين مطالعات نشان داد كه با تغيير در انحناي پرهها دامنهي ارتعاش پره و فركانسهاي ارتعاشي آن به شدت تغيير كردند يكي از معايب اين نوع چرخها ارتعاشات و ايجاد سر و صداي زياد در سرعتهاي باالتر از 08 كيلومتر بر ساعت ميباشد بدين منظور چرخ با سرعت 001 كيلومتر بر ساعت به دوران درآمد مشاهده شد كه در سرعتهاي باالتر از 07 كيلومتر بر ساعت پرههاي چرخ به شدت ارتعاش كردند به گونهاي كه فركانس ارتعاش پرهها با فركانس طبيعي آنها يكسان شده بود و پديدهي تشديد رخ داد كه اين پديده اصال مورد قبول نيست نتيجهي نهايي اين ميباشد كه چرخ طراحي شده براي استفاده در وسايل نقليه با سرعت حركت پايين مثل وسايل نقليهي سنگين مناسب هستند كلمات كليدي چرخ بدون باد توييل پلييورتان هايپراالستيك

86 Stress Analysis and Vibrational Investigation of Non pneumatic Wheel Tweel Using of Finite Element Method Farzaneh Baradaran farzaneh baradaran71@gmail com 05 23 2017 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiDr Peiman Mosaddegh mosadegh@cc iut ac irAbstractWheels play an important role in moving and controlling the vehicles Easy movement without flatting forplanetary rovers which move on the planets surfaces is one of the main concerns so the wheels designationis very important In the harsh environment of the Mars and the moon the possibility of air tire blowing outis so high because of extreme changes in temperature and pressure For mentioned reasons Michelindesigned an airless tire that can be used for both space robots and cars Tweel is a new type of wheels whichis known as the non pneumatic tire The most important difference between Tweel and conventional wheelsis contrast in internal structure of this new wheel with the traditional ones and existence of supportive spokeswhich provide higher resistance and stiffness for crossing barriers without any concerns about flatting incomparison to primary wheels Tweel is consist of three main parts a round deformable shear beam thindeformable spokes and a rigid central hub When the tire is on the road the spokes absorb road impacts inthe same way air pressure does in pneumatic tires The simulated wheel has an outer diameter of 602millimeters inner diameter of 400 millimeters and 20 per of spokes In the first section a cooling process vertical loading and rotating with a constant speed of 60 kilometers per hour are discussed Moreover in thissection it is shown that a wheel with mentioned characteristic can endure a weight of 14660 Newton with arotational speed of 60 kilometers per hour In Investing Property Material section after testingpolyurethane samples with different stiffness it is concluded that for ring and spokes polyurethane materialwith at least a Young modulus equal to 45 Mega Pascal is needed This Young modulus can be reached withchanging in Stoichiometry of initial materials properties which are formed polyurethane One of the factorsthat can effect on the vibrational behavior of the wheel is spokes vibrations Spokes curvature has aninfluence on spokes vibration In order to investigate spokes curvature influence on spokes vibration and as aresult on wheel vibration in addition to the wheel with mentioned measurements and spokes curvature of 5millimeters two other models with spokes curvature of 4 and 6 millimeters is also modeled After simulation their vibrations is investigated with use of Abaqus software These studies have shown that with changes incurvature of spokes domains of spokes vibrations and vibrational frequencies have changed dramatically Four important properties of a pneumatic tire are replicated in a Tweel low contact pressure low stiffness high load carrying efficiency and low energy loss from obstacle impact Two important disadvantages of thiswheel are vibrations and making loud noises at high speed speeds more than 80 kilometers per hour Forthis purpose the speed of the wheel in the simulation is increased to 100 kilometers per hour It is observedthat at speeds of higher than 70 kilometers per hour the spokes of the wheel are highly vibrated At thismoment spokes vibrational frequencies are as same as their natural frequencies and the resonance occurs Happening of resonance is not acceptable because the Tweel is not able to have a safe and steadyperformance The final result is that the non pneumatic designed Tweel is just operational in cars with lowspeed for example in heavy duty vehicles Key WordsNon pneumatic tire Tweel Polyurethane Hyperelastic

پيمان مصدق

رضا تيكني

محسن اصفهانيان، محمود كدخدايي